CN100520646C - 便携式照相设备和电源开关控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种便携式照相设备及其电源开关控制方法。其中，恒压调节器和寄存器R1和R2利用从电池和AC适配器提供的电压中的至少一个产生参考电压。参考电压提供给比较器的第一输入端子。从AC适配器提供、且由寄存器R3和R4分割的输入电压被提供给比较器的第二输入端子。比较器比较参考电压和输入电压。当参考电压低于输入电压时，FET开关SW1接通且电源由AC适配器侧提供。当参考电压高于输入电压时，FET开关SW2被接通且电源由电池侧提供。

Description

便携式照相设备和电源开关控制方法

技术领域

本发明涉及一种使用AC适配器和电池来提供电源的便携式照相设备以及一种电源开关控制方法。

背景技术

近些年，可以对人物、景色等进行照相并将其存储在信息记录介质中的便携式照相设备(下文中称这种装置为便携式摄录机(camcorder)，其代表摄像机(camera)和录像机(recorder))已经普及。当用户在户外使用便携式摄录机时，他或她使用电池作为其电源。

当用户在室内使用便携式摄录机或当电池剩余电量变低时，他或她需要将便携式摄录机连接到AC适配器，该AC适配器连接到AC电源插座。

图1示出了用于传统的摄录机的电源开关电路的例子。为了简便，图1仅示出了电源开关电路的主要电路结构。参考图1，电池51和AC适配器52连接到DC-DC转换器56。DC-DC转换器56将电源提供给便携式摄录机的每一部分。AC适配器52连接到商用AC电源的AC电源插座。当电池51和AC适配器52都已经连接到便携式摄录机时，AC适配器52优先于电池51使用以便减少其电源消耗。

微处理器57控制提供给便携式摄录机的电源。下文中，微处理器57称为微型计算机57。微型计算机57使例如FET开关54的开关设置在电池侧，以便将其接通或关断。当电源从电池51提供给DC-DC转换器56时，FET开关54被接通。

此外，微型计算机57确定AC适配器52的插头(未示出)是否已经插入到便携式摄录机。当AC适配器52的插头没有插入到便携式摄录机时，通过上拉电阻55提供的DC电压使微型计算机57的检测端口的电平变为高电平(下文中该电平称为H)。

当AC适配器52的插头插入到便携式摄录机时，DC电压端子通过上拉电阻55接地。结果，微型计算机57的检测端口的电平变为低电平(下文中适宜地称为L)。微型计算机57可以确定AC适配器52的插头是否以这样的方式插入便携式摄录机中：当AC适配器52的插头从便携式摄录机拔出时，微型计算机57的检测端口的电平从L变为H。以这种方式，微型计算机57机械式地确定AC适配器52的插头是否已经插入或拔出便携式摄录机。但是，微型计算机57不确定电源是否从AC适配器52提供到便携式摄录机。

下面的专利文献1描述了用于适配器和具有可充电电池的内部电源的电源开关方法。

专利文献1：日本已公开专利No.2000-75970

但是，该电源开关电路具有下述缺陷。在该电源开关电路中，由软件执行微型计算机57的处理。因此，FET开关54不能瞬间的接通和关断。换句话说，在紧随AC适配器52的插头拔出便携式摄录机之后，FET开关54不能立即瞬间接通，以便将来自AC适配器52的电源转换到电池51。

此外，微型计算机57不确定AC适配器52的插头53是否已经插入到AC电源插座。因此，即使插头53没有插入AC电源插座中，当AC适配器52的DC插头插入到便携式摄录机中时，便携式摄录机的电源就转换到AC适配器52侧。因此，电源没有提供到便携式摄录机。

图2A和图2B示出了传统的便携式摄录机62的操作状态。如图2A所示，便携式摄录机62的显示部分61显示便携式摄录机62将要拍摄的画面。电池63已经连接到便携式摄录机62。此外，AC适配器64的插头67已经插入到便携式摄录机62。而且，AC适配器64的插头65已经插入到AC电源插座66。

当插头65从AC电源插座66拔出时，如图2B所示，便携式摄录机62的工作停止。因此，显示部分61不再显示画面。由于AC适配器64的插头67已经插入到便携式摄录机62，便携式摄录机62的微型计算机选择AC适配器侧。但是，由于AC适配器64的插头65还没有插入到AC电源插座66中，电源没有提供到便携式摄录机62。结果，便携式摄录机62的工作停止。

图3A和图3B示出了便携式摄录机62的另一操作状态。如图3A所示，便携式摄录机62仅有电池63。显示部分61显示便携式摄录机62将要拍摄的画面。当AC适配器64的插头65没有连接到AC电源插座66时，如果AC适配器64的插头67插入到便携式摄录机62中，那么便携式摄录机62的工作停止，且显示部分61不显示画面，如图3B所示。换句话说，当AC适配器64的插头67插入到便携式摄录机62中时，选择AC适配器。但是，由于AC适配器64的插头65没有插入AC电源插座66，电源没有提供给便携式摄录机62。

图4A、图4B和图4C示出了便携式摄录机62的又一个操作状态。如图4A所示，电池63已经连接到便携式摄录机62。此外，电源已经从连接到AC电源插座66上的AC适配器64提供给便携式摄录机62。在图4A示出的状态中，当插头67从便携式摄录机62拔出时，便携式摄录机62的操作同时停止，且显示部分61不显示画面，如图4B所示。其后，如图4C所示，电源从电池63提供给便携式摄录机62。结果，便携式摄录机62再次工作。但是，如果该情况发生在记录模式，便携式摄录机62不再恢复该记录模式。

当插头67从便携式摄录机62拔出时，便携式摄录机62的微型计算机选择电池侧。但是，由于微型计算机不能瞬间操作电源开关电路，因此便携式摄录机62的操作瞬间停止。当选择电池侧、且电源从电池63提供给便携式摄录机62时，如图4C所示，其操作被恢复。

当用户注意插头67与便携式摄录机62的连接时，可以避免上述现象。但是，由于另一个人的疏忽，这种现象可能发生。例如，当用户附近有另一个人，他或她的脚也许会踩在AC适配器64的导线上，且插头65可能会被拔出AC电源插座66。特别是，当在诸如光盘的信息记录介质上记录画面时，与磁带不同，由于未完成的记录画面不能记录在记录介质上，因此可能会发生捕获的画面没有记录在记录介质上的情况。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种允许电源开关电路瞬间操作的便携式照相设备和电源开关控制方法。

为了解决上述的缺陷，本发明的第一方面是一种便携式照相设备，其至少具有第一电源端子和第二电源端子，该第一电源端子连接到AC适配器，该第二电源端子连接到电池，该设备包括：用于利用由第一电源端子和第二电源端子提供的电压中的至少一个产生参考电压的装置；用于将从第一电源端子提供的输入电压与参考电压比较的装置；分别连接到第一电源端子和第二电源端子的第一和第二开关器件，其中当由比较装置比较输入电压和参考电压时，如果输入电压高于参考电压，第一开关器件被接通、且第二开关器件被关断，如果输入电压低于参考电压，第一开关器件被关断且第二开关器件被接通。

本发明的第二方面是用于便携式照相设备的电源开关控制方法，该便携式照相设备至少具有第一电源端子和第二电源端子，第一电源端子连接到AC适配器，第二电源端子连接到电池，第一开关器件和第二开关器件分别连接到第一电源端子和第二电源端子，该方法包括如下步骤：利用由第一电源端子和第二电源端子提供的电压中的至少一个产生参考电压；比较由第一电源端子提供的输入电压和参考电压；如果输入电压高于参考电压，接通第一开关装置且关断第二开关器件；如果输入电压低于参考电压，关断第一开关器件且接通第二开关器件。

根据本发明，当连接到AC电源插座上的电池或AC适配器之一连接到便携式照相设备时，其操作不会瞬间停止。因此，用户可以使用具有正常操作性的便携式照相设备。

根据本发明，由于AC适配器连接到AC电源插座，当用户长时间操作便携式照相设备时，在不需要停止便携式照相设备的操作的情况下，可以将电池替换为另一个。此外，可以防止用户失去拍摄至关重要的景色的机会。

本发明的这些和其它方面、特征和优点将从下面附图中示出的最佳实施例的详细描述中变得更显而易见。

附图说明

本发明将从参考附图的详细说明中变得更容易理解，其中相同的附图标记表示相同的部分，其中：

图1是表示传统的便携式照相设备的电路结构的例子的方框图；

图2A和图2B是表示传统的便携式照相设备的操作状态的例子的示意图；

图3A和图3B是表示传统的便携式照相设备的操作状态的另一个例子的示意图；

图4A、图4B和图4C是表示传统的便携式照相设备的操作状态的再一个例子的示意图；

图5是表示根据本发明的便携式照相设备的电路结构的例子的电路图；

图6是表示根据本发明的便携式照相设备的电路结构的另一个例子的电路图；

图7A、图7B和图7C是表示输出脉冲的波形的示意图；

图8A和图8B是表示根据本发明的便携式照相设备的操作状态的例子的示意图；

图9A和图9B是表示根据本发明的便携式照相设备的操作状态的另一个例子的示意图；和

图10A、图10B和图10C是表示根据本发明的便携式照相设备的操作状态的又一个例子的示意图。

具体实施方式

接下来将参考附图描述本发明的实施例。根据实施例，假设便携式照相设备是便携式摄录机。图5示出了根据本发明的便携式摄录机具有的电源开关电路的例子。在图5中，图5中示出的虚线A-A’的左侧表示便携式摄录机的外部，而右侧表示便携式摄录机的电路结构。在便携式摄录机中，由附图标记14表示的电源端子连接到电池11。由附图标记15表示的电源端子连接到AC适配器12的插头。

在图5示出的电路中，利用电池11的电压和AC适配器12的电压产生参考电压。电池11的电压通过二极管D1提供给恒压调节器21。另一方面，AC适配器12的电压通过二极管D2提供给恒压调节器21。设置二极管D1和D2以便防止电流反向流动。

恒压调节器21从提供的电压中选择较高的电压，以便产生参考电压。当电池11和AC适配器12之一没有连接到便携式摄录机时，认为一个电压为0V。当电池11和AC适配器12都没有连接到便携式摄录机时，由于没有提供电源，便携式摄录机不工作。

例如，恒压调节器21是串联规则型的降压型调节器。恒压调节器21产生低于输入电压的输出电压。恒压调节器21的输出电压被电阻R1和电阻R2分割，以便产生参考电压。参考电压通过电阻R6提供给比较器22的第一输入端。

由AC适配器12输入的电压被电阻R3和电阻R4分割。被分割的电压通过电阻R5提供给比较器22的第二输入端。这里，被分割和输入到比较器22的第二输入端的AC适配器12的输出电压称为输入电压。

比较器22比较参考电压和输入电压，以便确定是否具有输入电压。当已经从AC适配器12提供电源时，AC适配器12侧优先于电池11被使用，以便减少其电能消耗。与相关的技术参考相同，根据该实施例，比较器22检测输入电压的存在/不存在，并产生电源开关控制信号。

作为比较器22的比较结果，当输入电压高于参考电压时，比较器22的输出变为L。相对地，当输入电压低于参考电压时，比较器22的输出变为H。比较器22具有电阻R7，以便使输出具有磁滞(hysterisis)。

比较器22的输出提供给连接到电池11的电源端子14的FET开关SW2的栅极。此外，比较器22的输出被逆变器23反转。被反转的输出提供给连接到AC适配器12的电源端子15上的FET开关SW1的栅极。

当FET开关SW1和FET开关SW2的栅极的电平变为H时，它们被接通。例如，当FET开关SW1的栅极电平变为H时，接通FET开关SW1。结果，AC适配器12的电源提供给DC-DC转换器24。在这一点上，FET开关SW2的栅极电平变为L。结果，关断FET开关SW2。

表1示出了根据本实施例的FET开关SW1和FET开关SW2的状态。

表1

在AC适配器列，○表示AC适配器12的插头已经插入到便携式摄录机中，插头13已经插入到AC电源插座中，且已经由AC适配器12提供电源。×表示插头13没有插入AC电源插座中，和/或AC适配器12的插头没有插入便携式摄录机中，且没有从AC适配器12提供电源。

类似地，在电池列，○表示电池11已经连接到便携式摄录机，且已经提供电源。×表示电池11没有连接到便携式摄录机。

在表1中，状态(1)表示AC适配器12和电池11两者的电压都为0V。在这种情况下，便携式摄录机不工作。

在状态(2)，仅连接到AC电源插座的AC适配器12被连接到便携式摄录机。恒压调节器21和电阻R1和R2利用AC适配器12的电压产生参考电压。参考电压被提供给比较器22的第一输入端子。提供到比较器22的第二输入端子的是由电阻R3和R4分割AC适配器12的电压的输入电压。由于如此设置输入电压和参考电压使得前者高于后者，则比较器22的输出变为L。

将比较器22的输出L提供给FET开关SW2的栅极。输出L使FET开关SW2关断。此外，比较器22的输出L被逆变器23反转为H。将输出H提供给FET开关SW1的栅极。输出H使FET开关SW1接通。当FET开关SW1接通时，电源从AC适配器12侧提供给DC-DC转换器24。

状态(3)表示电源已经从电池11提供给便携式摄录机。恒压调节器21和电阻R1和R2用电池11的电压产生参考电压。由于AC适配器12的电压是0，输入电压变为低于参考电压。因此，比较器22的输出变为H。

将比较器22的输出H提供给FET开关SW2的栅极。由于FET开关SW2的输入是H，所以接通FET开关SW2。因此，电池11的电源提供给DC-DC转换器24。此外，比较器22的输出H被逆变器23反转为L，并提供给FET开关SW1的栅极。由于FET开关SW1的输入是L，所以将其关断。

状态(4)表示电池11和AC适配器12都已经连接到便携式摄录机。当电池11和AC适配器12都已经连接到便携式摄录机时，AC适配器12侧优先于电池11侧被使用。

由于AC适配器12的电压高于电池11的电压，恒压调节器21利用AC适配器12的电压产生参考电压。由于比较器22与参考电压比较的输入电压相同，与状态(2)相同，比较器22的输出变为L。

由于比较器22的输出是L，逆变器的输出变为H。输出H使FET开关SW1接通。输出L使FET开关SW2关断。结果，AC适配器12侧的电源被提供给DC-DC转换器24。换句话说，当从电池11和AC适配器12提供电源给便携式摄录机时，选择AC适配器侧并将其电源提供给DC-DC转换器24。

因为电路恒定，在恒压调节器21的输出电压(参考电压)是3V，且R1、R2、R3、R4(R5和R6)和R7是R1＝10kΩ、R2＝39kΩ、R3＝220kΩ、R4(R5和R6)＝100kΩ、和R7＝1MΩ的情况下，当AC适配器12的电压是7.81V或更高时，比较器22的输出电压的电平变为L。这样，当AC适配器12的电压低于6.95V时，比较器22的输出的电平变为H。

电源开关电路不是由传统的软件程序构成而是由硬件构成。因此，提供给便携式摄录机的电源可以在电池侧和AC适配器侧之间瞬间转换。

此外，根据该实施例的电源开关电路具有电源控制微型计算机26，其具有通过分压电路25提供电源的端口。该端口连接到电池11的电源端子14。电源控制微型计算机26例如测量电池11的剩余电量，且将测量的结果显示在显示部分上。

此外，电源控制微型计算机26的端口连接到AC适配器12的电源端子15。电源控制微型计算机26例如监视AC适配器12的电压。当AC适配器12的监视电压不正常时，电源控制微型计算机26确定AC适配器12异常、且在显示部分显示相关的信息。

分压电路25分割电池11和AC适配器12的电压，使得它们不超出A/D端口的最大输入范围。

由恒压调节器21产生的参考电压也提供给电源控制微型计算机26。即使提供电源给整个便携式摄录机的每一个电路的DC-DC转换器24不工作，由于电源控制微型计算机26应该测量电池11的剩余电量，且检测便携式摄录机的异常，因此将参考电压提供给电源控制微型计算机26。

图6示出了上述实施例的修正的例子。当操作FET开关SW1和FET开关SW2时，根据电路的操作速度，具有两个FET开关瞬间接通的一段时间。在电池11已经连接到便携式摄录机的状态中，紧随AC适配器12从便携式摄录机断开之后，如果两个FET开关均接通，电池11的电压通过FET开关SW2和FET开关SW1到达AC适配器12的电源端子。结果，电源控制微型计算机26可以确定给便携式摄录机提供AC适配器12的电源。

当电源控制微型计算机26确定AC适配器12已经连接到便携式摄录机上时，FET开关SW1被接通、且FET开关SW2被关断。但是，由于AC适配器12实际上未连接到便携式摄录机，电源控制微型计算机26确定AC适配器12没有被连接。由于重复该状态，FET开关SW1和FET开关SW2以高速操作。

为了防止电源控制微型计算机26错误地确定AC适配器12已经连接，那么即使AC适配器12已经从便携式摄录机断开，FET开关SW1无条件地关断预定的时间段。由图6中的虚线包围的电路是无条件关断FET开关SW1的控制电路的例子。单触发多振荡器31设置在比较器22的输出侧。单触发多振荡器31的输出和比较器22的输出被输入到OR门32。

图7A示出了比较器22的输出脉冲波形，即单触发多振荡器31的输入。图7B示出了单触发多振荡器31的输出的脉冲波形。图7C示出了OR门32的输出的脉冲波形。

在图7A中，最初，由于电池11和AC适配器12两个都连接到便携式摄录机，比较器22的输出电平是L。当AC适配器12从便携式摄录机断开时，比较器22的输出电平变为H。但是，当电源控制微型计算机26错误地确定AC适配器12应该已经连接到便携式摄录机时，比较器22的输出电平在H和L之间重复改变。

当触发单触发多振荡器31的输入脉冲时，输出脉冲的电平从L变为H。在由T表示的预定周期，输入脉冲的电平保持为H。脉冲电平保持为H的预定周期依赖于单触发多振荡器31的电阻器Rx和电容器Cx。

由于OR(或)门32得到比较器22的输出和单触发多振荡器31的输出的逻辑分离(logical disjunction)，如图7C所示，OR门32的输出没有噪声。OR门32的输出允许FET开关SW1和FET开关SW2稳定地工作。

由附图标记102表示的虚线包围的电路是用从AC适配器12提供的能量对电池11进行充电的电路的例子。电源控制微型计算机26的充电端口连接到OR门33的第一输入和OR门34的第一输入。OR门33的第二输入连接到逆变器23。OR门34的第二输入连接到OR门32的输出。OR门33的输出提供给FET开关SW1的栅极。OR门34的输出提供给FET开关SW2的栅极。

当便携式摄录机在充电模式时，用于电源控制微型计算机26的充电端口的电平为H。由于OR门33和34的第一输入变为H，OR门33和34的输出变为H。结果，FET开关SW1和FET开关SW2都被接通。

当FET开关SW1和FET开关SW2都接通时，由于AC适配器12的电压高于电池11的电压，AC适配器12的电压通过FET开关SW1和FET开关SW2提供给电池11，并且用该电压对电池11充电。AC适配器12和电池11的电压由电源控制微型计算机26识别。当电池11已经用AC适配器12的电压充电时，充电端口的电平变为L。在充电模式中，便携式摄录机的电源关断。显示部分不再显示画面。

接下来，将描述根据发明的实施例的电源开关电路的效果。图8A和8B示出了便携式摄录机42的工作状态的例子。图8A示出了已经被连接到电池43的便携式摄录机42使用来自AC适配器44的电源工作。在图8A示出的状态，即使AC适配器44的插头45由于任何原因与商用电源66的AC电源插座断开，提供给便携式摄录机42的电源瞬间地转换到电池侧。结果，电源从电池43提供给便携式摄录机42。因此，如图8B所示，便携式摄录机42不停止工作。显示部分41继续显示便携式摄录机将要拍摄的画面。

图9A和9B示出了便携式摄录机42的另一个操作状态。图9A示出了使用来自电池43的电源工作的便携式摄录机42。当没有连接到AC电源插座的AC适配器44的插头47插入正在工作的便携式摄录机42时，如图9B所示，便携式摄录机42不停止工作。在这种情况下，即使AC适配器的插头47插入到便携式摄录机42中，由于AC适配器44的电压是0V，提供给便携式摄录机42的电源不会从电池43转换到AC适配器44。因此，电池43的电源仍旧被提供给便携式摄录机42。

图10A和图10B示出了便携式摄录机42又一个操作状态。图10A示出了使用来自AC适配器44的电源工作的便携式摄录机42。虽然电池43已经连接到便携式摄录机42上，但是从AC适配器44提供的电源优先于从电池43提供的电源被使用。

如图10B所示，即使AC适配器44的插头47从便携式摄录机42拔出，便携式摄录机42的操作也不停止。如图10C所示，便携式摄录机42的操作继续。在这种情况下，当将插头47从便携式摄录机42拔出时，确定由AC适配器提供的电压为0V。结果，提供给便携式摄录机42的电源瞬间转换到电池侧。由于提供给便携式摄录机的电源通过硬件处理在AC适配器侧和电池侧之间瞬时转换，提供给便携式摄录机42的电源不会瞬间停止。

虽然本发明已经相对于最佳的实施例示出和描述，本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行前述和各种其它形式和细节的改变、省略和添加。例如，根据前述实施例，由比较器22比较产生的参考电压和输入电压。但是，也可以由软件的中断处理来比较它们。

Claims (3)

1.一种便携式照相设备，至少具有第一电源端子和第二电源端子，第一电源端子连接到AC适配器，第二电源端子连接到电池，该设备包括：

利用从第一电源端子和第二电源端子提供的电压中的至少一个来产生参考电压的装置；

用于将从第一电源端子提供的输入电压与参考电压比较的装置；

分别连接到第一电源端子和第二电源端子的第一和第二开关器件；

其中当由比较装置比较输入电压和参考电压时，如果输入电压高于参考电压，第一开关器件被接通且第二开关器件被关断，且如果输入电压低于参考电压，第一开关器件被关断且第二开关器件被接通。

2.如权利要求1所述的便携式照相设备，其中利用从第一电源端子提供的电压接通第一和第二开关器件，且用该电压对电池进行充电。

3.一种用于便携式照相设备的电源开关控制方法，该便携式照相设备至少具有第一电源端子和第二电源端子，第一电源端子连接到AC适配器，第二电源端子连接到电池，第一开关器件和第二开关器件分别连接到第一电源端子和第二电源端子，该方法包括如下步骤：

利用从第一电源端子和第二电源端子提供的电压中的至少一个产生参考电压；

将来自第一电源端子的输入电压与参考电压进行比较；

如果该输入电压高于该参考电压，接通第一开关器件并关断第二开关器件；和

如果该输入电压低于参考电压，关断第一开关器件并接通第二开关器件。

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